1.本发明涉及充换电柜领域，具体涉及一种便于变形扩大体积的智能充换电柜及其方法。
背景技术：
2.为解决快递员，外卖员的电瓶车锂电池快速换电问题，市面上出现了换电柜，但是现有智能换电柜存在以下较大的缺陷：
3.1、由于人体身高问题，一般的换电柜不宜过高，又由于其占地面积一定，因此其电池存储量较小，不能够大批量的供应使用，具有容积限定度；
4.2、一般的换电柜通常采用分柜处理，做到“一柜一池”，由于其放置柜数量恒定，且需要保障一定的空柜去储存电池，因此其内部存储的满电电池量少；
5.3、一般的换电柜内空电池充满电需要一定的时间，当换电柜需要大批量取用电池时，该换电柜需要时间缓冲，因此难以实现即取即用的目的；
6.因此，发明一种便于变形扩大体积的智能充换电柜及其方法很有必要。
技术实现要素：
7.为此，本发明提供一种便于变形扩大体积的智能充换电柜及其方法，通过采用在换电柜内设置多层，对电池进行分类，利用电池进去的先后顺序，对电池进行无线充电，同时最大利用换电柜的内部空间，以解决传统换电柜电池存储量小、存储的满电电池量少、不利于实现即取即用的问题。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便于变形扩大体积的智能充换电柜及其方法，包括换池装置与配合机构，所述换池装置位于配合机构内部上端，所述换池装置包括转盘，所述转盘上端面固定安装有第一阿基米德螺线槽，所述转盘下端面设有第一外齿盘，所述转盘中部设有限位柱，所述限位柱底端与转盘转动连接，所述限位柱侧壁滑动连接有六组第一导引滑道，六组所述第一导引滑道底部均固定连接有限位卡槽，所述第一导引滑道与限位卡槽处于导通态，所述第一导引滑道与限位卡槽内部均配合设置有换电机构。
9.优选的，所述换池装置还包括充电组件，所述充电组件包括第一圆盘，所述第一圆盘下表面中部与限位柱上端面固定连接，所述第一圆盘上表面中部设有第一线圈，所述第一圆盘上表面设有多组隔磁盒，多组所述隔磁盒呈涡流螺线状排布，多组所述隔磁盒内部均设有无线充电线圈，所述第一圆盘上设有第二导引滑道，所述第二导引滑道固定贯穿第一圆盘。
10.优选的，所述充电组件还包括第二圆盘，所述第二圆盘下表面与多组隔磁盒顶部固定连接，所述第一圆盘与第二圆盘同圆心，所述第二圆盘上表面设有涡型轨道，所述涡型轨道路径与多组隔磁盒排布路径相同，所述第二圆盘上设有导引孔，所述第二导引滑道顶端与导引孔底部卡合。
11.优选的，所述换池装置还包括缓冲机构，所述缓冲机构由牵引组件与缓存组件构成，所述牵引组件包括双盘体，所述限位柱与第一导引滑道均贯穿双盘体，所述限位柱外侧壁与双盘体固定连接，所述第一导引滑道外侧壁滑动贯穿双盘体，所述双盘体底部固定安装有多组电动伸缩杆，多组所述电动伸缩杆输出端与限位卡槽上表面固定连接，所述双盘体上表面固定安装有第二线圈。
12.优选的，所述缓存组件包括第三圆盘，所述限位柱贯穿第三圆盘，所述限位柱外侧壁与第三圆盘固定连接，所述第三圆盘上设有六组滑孔，六组所述滑孔与六组第一导引滑道对齐设置，所述第三圆盘上表面设有第二阿基米德螺线槽，所述第二阿基米德螺线槽与第一阿基米德螺线槽相同，六组远离第三圆盘圆心的所述滑孔一侧壁均转动连接有挡板，所述挡板与滑孔配合，六组所述挡板上均设有填充块，六组所述填充块均与第二阿基米德螺线槽配合。
13.优选的，所述换电机构包括电池运输盒，所述电池运输盒两侧壁均固定安装有限位磁块，所述电池运输盒内部设有电池，所述电池运输盒底部固定安装有两组弧形配合滑块，所述弧形配合滑块与涡型轨道和第一阿基米德螺线槽均配合传动。
14.优选的，所述配合机构包括壳体：还包括：位于壳体内部的驱动组件，所述驱动组件包括蜗轮，所述蜗轮中部设有第二外齿盘，所述第二外齿盘与第一外齿盘啮合。
15.优选的，所述驱动组件还包括伺服电机，所述伺服电机底部与壳体固定连接，所述伺服电机输出轴固定安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。
16.优选的，所述换池装置与驱动组件均位于壳体内部，所述壳体外侧壁设有六组出料口和一组进料口，六组所述限位卡槽均贯穿出料口，所述涡型轨道一端贯穿进料口。
17.优选的，还包括具体操作步骤如下：
18.s1：使用人员通过将没有电量的电池放入电池运输盒内后，将该电池运输盒放置在涡型轨道上，此时第一线圈通入高频交流电，从而产生电磁力，产生的电磁力能够通过限位磁块使电池运输盒在涡型轨道上进行运动，运动结束后，通过给无线充电线圈通入电流，在电磁感应式的作用下，没有电量的电池能够进行充电；
19.s2：在电磁力的作用下，涡型轨道前端充满电的电池运输盒通过导引孔和第二导引滑道落入到第二阿基米德螺线槽上，同理给第二线圈通入高频交流电，能够使电池运输盒在第二阿基米德螺线槽上运转；
20.s3：启动任一一组电动伸缩杆，电动伸缩杆输出端带动第一导引滑道和限位卡槽下移，使第一导引滑道与挡板脱离，在重力的作用下挡板发生转动，在第二线圈产生的电磁力的作用下电池运输盒将通过第三圆盘上的滑孔落入到第一导引滑道内；
21.s4：当电动伸缩杆带动限位卡槽下移至限位卡槽内的换电机构与第一阿基米德螺线槽接触时，电动伸缩杆停止运转，此时电池运输盒底部的弧形配合滑块与第一阿基米德螺线槽发生啮合，此时，启动伺服电机，在蜗轮与蜗杆的作用下，第二外齿盘发生转动，从而带动与其啮合的第一外齿盘发生转动，从而趋使第一阿基米德螺线槽发生转动，在限位卡槽的限位作用下，限位卡槽内的电池运输盒通过限位卡槽排出壳体，产生使用人员通过取出电池运输盒内的电池，即可完成电池的交换；
22.s5：交换结束后，关闭伺服电机同时使电动伸缩杆带动限位卡槽与第一导引滑道上移，此时第一导引滑道上端与挡板接触，同时推动挡板使挡板上的填充块与第二阿基米
德螺线槽配合。
23.本发明的有益效果是：
24.1、由于在第一阿基米德螺线槽上设有六组限位卡槽，且在第三圆盘上开设有六组与第一导引滑道配合的滑孔，在六组限位卡槽和第三圆盘上均可储存大量的电池，因此相较于传统的换电柜，相同体积下，该换电柜能够存储更多的电池；
25.2、当电池没电后，将没电的电池置入电池运输盒后，将该电池运输盒放置在涡型轨道上，通过给无线充电线圈通入电流，在电磁感应式的作用下，没有电量的电池能够进行充电，同时，涡型轨道上有电的电池将通过导引孔和第二导引滑道落入到第二阿基米德螺线槽上，从而完成对电池的跟换，相较于传统的“一柜一池”的排布，该换电柜内部存储的满电电池量大，同时节约了空间；
26.3、电池的更换量取决于，第三圆盘与涡型轨道上满电量电池的数量，因此当需要大批量跟换电池时，该换电柜的满电电池存储量相较于传统的换电柜具有较大的优势，能够最大程度实现现即取即用的目的。
附图说明
27.图1为本发明提供的换电柜的结构示意图；
28.图2为本发明提供的内部结构示意图；
29.图3为本发明提供的第一圆盘上的结构示意图；
30.图4为本发明提供的缓冲机构的结构示意图；
31.图5为本发明提供的牵引组件的结构示意图；
32.图6为本发明提供的缓存组件的结构示意图；
33.图7为本发明提供的第一导引滑道的安装位置图；
34.图8为本发明提供的限位卡槽的内部结构示意图；
35.图9为本发明提供的驱动组件的结构示意图。
36.图中：换池装置100、转盘110、第一阿基米德螺线槽111、第一外齿盘112、限位柱113、第一导引滑道114、限位卡槽115、充电组件120、第一圆盘121、第一线圈122、隔磁盒123、无线充电线圈124、第二导引滑道125、第二圆盘126、涡型轨道127、导引孔128、缓冲机构130、牵引组件140、双盘体141、第二线圈142、电动伸缩杆143、缓存组件150、第三圆盘151、滑孔152、挡板153、填充块154、第二阿基米德螺线槽155、换电机构180、电池运输盒181、限位磁块182、电池183、弧形配合滑块184、配合机构200、驱动组件210、伺服电机211、蜗轮212、蜗杆213、第二外齿盘214、壳体220、进料口221、出料口222。
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
38.参照附图1-9，本发明提供的一种便于变形扩大体积的智能充换电柜及其方法，包括换池装置100与配合机构200，换池装置100位于配合机构200内部上端，换池装置100包括转盘110，转盘110上端面固定安装有第一阿基米德螺线槽111，转盘110对第一阿基米德螺线槽111起支撑作用，转盘110下端面设有第一外齿盘112，转盘110对第一外齿盘112起安装
作用，转盘110中部设有限位柱113，限位柱113底端与转盘110转动连接，转盘110对限位柱113起支撑作用，限位柱113侧壁滑动连接有六组第一导引滑道114，限位柱113对六组第一导引滑道114起限位与引导作用，六组第一导引滑道114底部均固定连接有限位卡槽115，限位卡槽115对第一导引滑道114起支撑作用，第一导引滑道114与限位卡槽115处于导通态，第一导引滑道114与限位卡槽115内部均配合设置有换电机构180，具体的，阿基米德螺线(亦称等速螺线)是一个点匀速离开一个固定点的同时又以固定的角速度绕该固定点转动而产生的轨迹，因此当圆周速度与直线速度同时增大一倍时，阿基米德螺旋的形状是不会发生变化的，因此，阿基米德螺旋属于等速度比螺旋，因此其两个相对螺线之间的曲率与间距均相同，因此当第一阿基米德螺线槽111发生转动时，在限位卡槽115的作用下，电池运输盒181底部的弧形配合滑块184与第一阿基米德螺线槽111啮合，此时电池运输盒181将被旋出壳体，从而便于使用人员拿取充满电的电池183。
39.进一步地，换池装置100还包括充电组件120，充电组件120包括第一圆盘121，第一圆盘121下表面中部与限位柱113上端面固定连接，限位柱113对第一圆盘121起支撑作用，第一圆盘121上表面中部设有第一线圈122，第一圆盘121对第一线圈122起支撑作用，第一圆盘121上表面设有多组隔磁盒123，第一圆盘121对多组隔磁盒123起支撑作用，多组隔磁盒123呈涡流螺线状排布，多组隔磁盒123内部均设有无线充电线圈124，第一圆盘121上设有第二导引滑道125，第二导引滑道125固定贯穿第一圆盘121，具体的，当给第一线圈122通入高频交流电时，第一线圈122能够在其周围产生一个交变磁场，该交变磁场能够对电池运输盒181两侧壁的限位磁块182起作用，该交变磁场与限位磁块182之间能够产生吸、斥力，在吸、斥力的作用下电池运输盒181能够在涡型轨道127上进行运动。
40.进一步地，充电组件120还包括第二圆盘126，第二圆盘126下表面与多组隔磁盒123顶部固定连接，多组隔磁盒123对第二圆盘126起支撑作用，第一圆盘121与第二圆盘126同圆心，第二圆盘126上表面设有涡型轨道127，涡型轨道127路径与多组隔磁盒123排布路径相同，第二圆盘126上设有导引孔128，第二导引滑道125顶端与导引孔128底部卡合，具体的，设置多组隔磁盒123，且在多组隔磁盒123内部设置无线充电线圈124，能够对涡型轨道127上的多个电池运输盒181进行统一充电，设置隔磁盒123能够有效的阻止各个无线充电线圈124之间出现磁干涉现象，特别的，隔磁盒123的数量设置与涡型轨道127上电池运输盒181的数量相同，当第一线圈122通电后，涡型轨道127上每一个电池运输盒181的单位进给量均相同，因此能够保证涡型轨道127上电池运输盒181进给一次后无线充电线圈124始终能够与电池运输盒181内的充电线圈(图中未标注)始终对齐，其中无线充电原理是电磁感应式，电磁感应无线充电利用的是电生磁，磁生电的电磁感应原理，即“电”与“磁”的相互转化。
41.进一步地，换池装置100还包括缓冲机构130，缓冲机构130由牵引组件140与缓存组件150构成，牵引组件140包括双盘体141，限位柱113与第一导引滑道114均贯穿双盘体141，限位柱113外侧壁与双盘体141固定连接，限位柱113对双盘体141起支撑作用，第一导引滑道114外侧壁滑动贯穿双盘体141，双盘体141底部固定安装有多组电动伸缩杆143，双盘体141对电动伸缩杆143起安装作用，多组电动伸缩杆143输出端与限位卡槽115上表面固定连接，双盘体141上表面固定安装有第二线圈142，具体的，当启动电动伸缩杆143时，电动伸缩杆143输出端带动第一导引滑道114和限位卡槽115下移，使第一导引滑道114与挡板
153脱离，在重力的作用下挡板153发生转动，在第二线圈142产生的电磁力的作用下电池运输盒181将通过第三圆盘151上的滑孔152落入到第一导引滑道114内，特别的，当使电动伸缩杆143收回时，电动伸缩杆143输出端带动第一导引滑道114和限位卡槽115上移，此时第一导引滑道114上端与挡板153接触，同时推动挡板153使挡板上的填充块154与第二阿基米德螺线槽155配合。
42.进一步地，缓存组件150包括第三圆盘151，限位柱113贯穿第三圆盘151，限位柱113外侧壁与第三圆盘151固定连接，限位柱113对第三圆盘151起支撑作用，第三圆盘151上设有六组滑孔152，六组滑孔152与六组第一导引滑道114对齐设置，使六组滑孔152与六组第一导引滑道114对齐，能够确保当电池运输盒181运动到滑孔152内时，其能够顺利的落入到第一导引滑道114内，第三圆盘151上表面设有第二阿基米德螺线槽155，第二阿基米德螺线槽155与第一阿基米德螺线槽111相同，第三圆盘151对第二阿基米德螺线槽155起支撑作用，六组远离第三圆盘151圆心的滑孔152一侧壁均转动连接有挡板153，挡板153与滑孔152配合，六组挡板153上均设有填充块154，六组填充块154均与第二阿基米德螺线槽155配合，具体的，设置填充块154均与第二阿基米德螺线槽155配合，当位于外侧的挡板153处于闭合状态时，第三圆盘151上的电池运输盒181能够顺利的到达位于内侧的滑孔152上，特别的，当涡型轨道127上的电池运输盒181通过导引孔128和第二导引滑道125进入到第三圆盘151上时，第二线圈142能够产生的电磁力能够驱动电池运输盒181到达各个滑孔152上，从而完成对限位卡槽115内电池运输盒181的补充。
43.进一步地，换电机构180包括电池运输盒181，电池运输盒181两侧壁均固定安装有限位磁块182，电池运输盒181对限位磁块182提供安装位置，电池运输盒181内部设有电池183，电池运输盒181对电池183起支撑作用，电池运输盒181底部固定安装有两组弧形配合滑块184，弧形配合滑块184与涡型轨道127和第一阿基米德螺线槽111均配合传动，具体的，无线充电线圈124能够给电池运输盒181进行供电，从而使电池运输盒181给电池进行充电，同时设置限位磁块182不但能够与第一线圈122和第二线圈142产生的电磁力发生作用，同时还能够与第一导引滑道114和限位卡槽115发生啮合，从而确保电池运输盒181能够准确的达到预定位置。
44.进一步地，配合机构200包括壳体220：还包括：位于壳体220内部的驱动组件210，驱动组件210包括蜗轮212，蜗轮212中部设有第二外齿盘214，第二外齿盘214与第一外齿盘112啮合，具体的，当蜗轮212发生转动时，第二外齿盘214能够进行同步转动，从而带动与第二外齿盘214啮合第一外齿盘112发生转动。
45.进一步地，驱动组件210还包括伺服电机211，伺服电机211底部与壳体220固定连接，壳体220对伺服电机211起支撑作用，伺服电机211输出轴固定安装有蜗杆213，蜗杆213与蜗轮212啮合，具体的，当启动伺服电机211时，伺服电机211输出轴带动蜗杆213发生转动，从而趋使蜗杆213与蜗轮212啮合，从而带动第二外齿盘214发生转动，反之，由于蜗轮212与蜗杆213的自锁作用，当伺服电机211关闭时，电池运输盒181无法被输送到外界。
46.进一步地，换池装置100与驱动组件210均位于壳体220内部，壳体220外侧壁设有六组出料口222和一组进料口221，六组限位卡槽115均贯穿出料口222，涡型轨道127一端贯穿进料口221，具体的，壳体220能够有效的保护该设备不受外界影响，同时，使用人员在外界可以完成对锂电池的交换。
47.进一步地，还包括具体操作步骤如下：
48.s1：使用人员通过将没有电量的电池183放入电池运输盒181内后，将该电池运输盒181放置在涡型轨道127上，此时第一线圈122通入高频交流电，从而产生电磁力，产生的电磁力能够通过限位磁块182使电池运输盒181在涡型轨道127上进行运动，运动结束后，通过给无线充电线圈124通入电流，在电磁感应式的作用下，没有电量的电池183能够进行充电，具体的，当第一线圈122通入高频交流电时，第一线圈122内能够产生交变磁场，交变磁场与限位磁块182之间能够产生吸、斥力，从而趋使限位磁块182带动电池运输盒181进行运动；
49.s2：在电磁力的作用下，涡型轨道127前端充满电的电池运输盒181通过导引孔128和第二导引滑道125落入到第二阿基米德螺线槽155上，同理给第二线圈142通入高频交流电，能够使电池运输盒181在第二阿基米德螺线槽155上运转；
50.s3：启动任一一组电动伸缩杆143，电动伸缩杆143输出端带动第一导引滑道114和限位卡槽115下移，使第一导引滑道114与挡板153脱离，在重力的作用下挡板153发生转动，在第二线圈142产生的电磁力的作用下电池运输盒181将通过第三圆盘151上的滑孔152落入到第一导引滑道114内；
51.s4：当电动伸缩杆143带动限位卡槽115下移至限位卡槽115内的换电机构180与第一阿基米德螺线槽111接触时，电动伸缩杆143停止运转，此时电池运输盒181底部的弧形配合滑块184与第一阿基米德螺线槽111发生啮合，此时，启动伺服电机211，在蜗轮212与蜗杆213的作用下，第二外齿盘214发生转动，从而带动与其啮合的第一外齿盘112发生转动，从而趋使第一阿基米德螺线槽111发生转动，在限位卡槽115的限位作用下，限位卡槽115内的电池运输盒181通过限位卡槽115排出壳体220，产生使用人员通过取出电池运输盒181内的电池183，即可完成电池183的交换；
52.s5：交换结束后，关闭伺服电机211同时使电动伸缩杆143带动限位卡槽115与第一导引滑道114上移，此时第一导引滑道114上端与挡板153接触，同时推动挡板153使挡板上的填充块154与第二阿基米德螺线槽155配合。
53.本发明的使用过程如下：本领域技术人员将没有电量的电池183放入电池运输盒181内后，将该电池运输盒181放置在涡型轨道127上，此时第一线圈122通入高频交流电，当第一线圈122通入高频交流电时，第一线圈122内能够产生交变磁场，交变磁场与限位磁块182之间能够产生吸、斥力，从而趋使限位磁块182带动电池运输盒181进行运动，产生的电磁力能够通过限位磁块182使电池运输盒181在涡型轨道127上进行运动，运动结束后，通过给无线充电线圈124通入电流，在电磁感应式的作用下，无线充电线圈124与电池运输盒181内的充电线圈(图中未标注)之间进行“电”与“磁”的相互转化，从而使没有电量的电池183能够进行充电，同时在电磁力的作用下，涡型轨道127前端充满电的电池运输盒181通过导引孔128和第二导引滑道125落入到第二阿基米德螺线槽155上，同理给第二线圈142通入高频交流电，能够使电池运输盒181在第二阿基米德螺线槽155上运转，启动任一一组电动伸缩杆143，电动伸缩杆143输出端带动第一导引滑道114和限位卡槽115下移，使第一导引滑道114与挡板153脱离，在重力的作用下挡板153发生转动，在第二线圈142产生的电磁力的作用下电池运输盒181将通过第三圆盘151上的滑孔152落入到第一导引滑道114内，当电动伸缩杆143带动限位卡槽115下移至限位卡槽115内的换电机构180与第一阿基米德螺线槽
111接触时，电动伸缩杆143停止运转，此时电池运输盒181底部的弧形配合滑块184与第一阿基米德螺线槽111发生啮合，此时，启动伺服电机211，在蜗轮212与蜗杆213的作用下，第二外齿盘214发生转动，从而带动与其啮合的第一外齿盘112发生转动，从而趋使第一阿基米德螺线槽111发生转动，在限位卡槽115的限位作用下，限位卡槽115内的电池运输盒181通过限位卡槽115排出壳体220，产生使用人员通过取出电池运输盒181内的电池183，即可完成电池183的交换，交换结束后，关闭伺服电机211同时使电动伸缩杆143带动限位卡槽115与第一导引滑道114上移，此时第一导引滑道114上端与挡板153接触，同时推动挡板153使挡板上的填充块154与第二阿基米德螺线槽155配合。
54.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。